(57)【要約】【課題】初期性能を長時間維持できるリチウムイオン電池を提供する。【解決手段】セパレータ、負極および正極を具備した発電要素と、前記負極および前記正極にそれぞれ接合された一対の端子と、前記各端子の開放端部が外部露出するように前記発電要素を収容封止するパッケージと、前記パッケージに設けられた所定幅寸法を有する融着代と、前記各端子の所定位置を被覆する絶縁被膜とを備えたリチウムイオン電池であって、前記融着代は、前記絶縁被膜を狭持すると共に前記絶縁被膜に対して前記パッケージの金属樹脂複合フィルムが融着する融着部を有すると共に、前記リチウムイオン電池は、前記融着部よりも内側の部分に、前記絶縁被膜が伸延していることを特徴とするリチウムイオン電池。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータ、負極および正極を具備した発電要素と、前記負極および前記正極にそれぞれ接合された一対の端子と、前記各端子の開放端部が外部露出するように前記発電要素を収容封止するパッケージと、前記パッケージに設けられた所定幅寸法を有する融着代と、前記各端子の所定位置を被覆する絶縁被膜とを備えたリチウムイオン電池であって、前記融着代は、前記絶縁被膜を狭持すると共に前記絶縁被膜に対して前記パッケージの金属樹脂複合フィルムが融着する融着部を有すると共に、前記リチウムイオン電池は、前記融着部よりも内側の部分に、前記絶縁被膜が伸延していることを特徴とするリチウムイオン電池。
【請求項２】
前記融着部よりも内側の部分において、前記絶縁被膜の厚さ方向表面のうちの少なくとも一部が、前記各端子の少なくとも一方に対して融着されていないことを特徴とする請求項１記載のリチウムイオン電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリチウムイオン電池に係り、特に負極端子および正極端子のそれぞれの所定位置が絶縁被膜で被覆されたリチウムイオン電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子技術の大きな進歩により、一般ユーザー向けの携帯用電子機器の小型軽量化が進んでおり、この電子機器のエネルギー源として小型軽量化のリチウムイオン電池が多用されている。なかでも、金属樹脂複合フィルムをパッケージに用い、さらに小型軽量化を図ったリチウムイオン電池が一部実用化されている。
【０００３】
金属樹脂複合フィルム製のパッケージは、例えばアルミニウム箔製の金属箔芯材と、金属箔芯材の表面に沿うポリエチレンテレフタレート（PET）等のポリエステル樹脂やナイロン等のポリアミド樹脂、あるいはポリイミド樹脂製の保護層と、金属箔芯材の裏面に沿うポリプロピレン（PP）あるいはポリエチレン（PE）等のポリオレフィン系樹脂製の金属接着性を有する融着性樹脂層とを積層させたもの等が使用される。
【０００４】
金属樹脂複合フィルムをパッケージに用いたリチウムイオン電池を製造する際には、図２に示すように負極60および正極61にそれぞれ負極端子62および正極端子63を接合し、これらの負極60および正極61にセパレータ64を積層させ、例えば図３の矢印に示すように巻回することにより発電要素65を形成する（図４参照）。この発電要素65をパッケージ66（図５参照）を中央で折曲げて収容封止することにより、図５に示すリチウムイオン電池70を形成する。
【０００５】
パッケージ66は、矩形状に形成された金属樹脂複合フィルム67を中央の折曲部67Ａの上方に発電要素65の形状に対応した窪み（すなわち、収容部68）があらかじめ形成されている。
【０００６】
この収容部68に発電要素65を配置した後、金属樹脂複合フィルム67を中央の折曲部67Ａで折り曲げ、折曲部67Ａから上方の金属樹脂複合フィルムと中央から下方の金属樹脂複合フィルムとを重ね合わせて発電要素65を挟み込み、重ね合わせた金属樹脂フィルム67の三辺を加熱して融着代67Ｂ，67Ｃ，67Ｄを形成することで発電要素65をパッケージ66で収容封止する。この際に、金属製の負極端子62および正極端子63を融着代67Ｄで挟持するとともに、融着代67Ｄを溶かして負極端子62および正極端子63に接合させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のリチウムイオン電池は、一定期間が経過すると、パッケージ内において露出する負極端子の表面および正極端子の表面に腐食が発生し、これらの腐食が負極端子の開放端部および正極端子の開放端部に向かって成長することにより、負極端子および正極端子と絶縁被膜との間の密着性が低下し、これにより電解液が外部漏洩して初期性能が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、気密性を長期間維持できるため電解液が外部漏洩せず、初期性能を長期間維持できるリチウムイオン電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、請求項１に記載したように、セパレータ、負極および正極を具備した発電要素と、前記負極および前記正極にそれぞれ接合された一対の端子と、前記各端子の開放端部が外部露出するように前記発電要素を収容封止するパッケージと、前記パッケージに設けられた所定幅寸法を有する融着代と、前記各端子の所定位置を被覆する絶縁被膜とを備えたリチウムイオン電池であって、前記融着代は、前記絶縁被膜を狭持すると共に前記絶縁被膜に対して前記パッケージの金属樹脂複合フィルムが融着する融着部を有すると共に、前記リチウムイオン電池は、前記融着部よりも内側の部分に、前記絶縁被膜が伸延していることを特徴としている。
【００１０】
ここで、絶縁被膜としては、当該絶縁被膜の幅寸法が融着代の幅寸法と略一致している場合、あらかじめ端子に対して当該絶縁被膜の一部を融着させないでおく構造や、あるいは融着代を形成するにあたって、当該絶縁被膜の一部を金属樹脂複合フィルムに対して融着させないでおく構造等を例示できる。また、絶縁被膜としては、当該絶縁被膜の幅寸法をあらかじめ融着代の幅寸法よりも大きく設定しておき、一定幅寸法を有する融着代を形成することにより、パッケージ内に突出させる構造を採用してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、請求項１に記載したように、絶縁被膜が融着部よりも内側の部分に伸延しているため、従来に比較して拡大された絶縁被膜の透過出口によりパッケージの内部に発生する酸の濃度を低くでき、これにより初期性能を長期間維持できる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、図１において説明した部材等については、図中に同一符号あるいは相当符号を付すことにより説明を簡略化あるいは省略する。
【００１３】
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態であるリチウムイオン電池10は、負極11および正極12を具備する発電要素14と、負極11および正極12にそれぞれ接合された負極端子15および正極端子16と、負極端子15の開放端部15Ａおよび正極端子16の開放端部16Ａが外部露出するように発電要素14を収容封止するパッケージ20と、発電要素14を囲むようにパッケージ20の周縁に設けられた所定幅寸法を有する融着代24，25，26と、負極端子15および正極端子16の所定位置15Ｂ、16Ｂを被覆するとともに融着代26に挟持される負極端子用の絶縁被膜27および正極端子用の絶縁被膜28とを備える。
【００１４】
発電要素14は、負極11および正極12間に介設されたセパレータ13を有するとともに略楕円状に巻回され、かつ、セパレータ13が発電要素14の軸方向両端部14Ａにおいて負極11および正極12よりも突設されている。
【００１５】
パッケージ20は、矩形状に形成された金属樹脂複合フィルム21を中央の折曲部22の上方に発電要素14の形状に対応した窪み（すなわち、収容部23）があらかじめ形成されている。
【００１６】
金属樹脂複合フィルム21は、図６に示すように、一例としてアルミニウム箔製の金属箔心材21Ａと、金属箔心材21Ａの表面に沿う樹脂製の金属接着性を有する保護層21Ｂと、金属箔心材21Ａの裏面に沿う樹脂製の金属接着性を有する融着性樹脂層21Ｃとが積層されたものが多用される。
【００１７】
絶縁被膜27は、負極端子15の上下面を挟持する一対のシートであり、樹脂製の金属接着性を有する被膜が多用される。絶縁被膜28は、正極端子16の上下面を挟持する一対のシートであり、樹脂製の金属接着性を有する被膜が多用される。
【００１８】
図１に示す融着代24，25，26は、収容部23に発電要素14を配置した後、金属樹脂複合フィルム21を折曲部22で折り曲げ、折曲部22から上方の金属樹脂複合フィルムと折曲部22から下方の金属樹脂複合フィルムとを重ね合わせて発電要素14を挟み込み、重ね合わせた金属樹脂フィルムの三辺を加熱して形成される。
【００１９】
従来のリチウムイオン電池は、一定期間が経過すると、パッケージ内において露出する負極端子の表面および正極端子の表面に腐食が発生し、これらの腐食が負極端子の開放端部および正極端子の開放端部に向かって成長することにより、負極端子および正極端子と絶縁被膜との間の密着性が低下し、これにより電解液が外部漏洩して初期性能が低下するという問題があった。この問題は、絶縁被膜を拡散透過してパッケージの内部に浸入した水分が電解液と接触して一定以上の濃度の酸を発生させ、この酸が負極端子の表面および正極端子の表面を腐食させることを原因としている。
【００２０】
すなわち、従来のリチウムイオン電池は、絶縁被膜の幅寸法が融着代の幅寸法と略一致し、かつ、絶縁被膜の略全域が金属樹脂複合フィルムに対して融着されているため、絶縁被膜を拡散透過した水分が絶縁被膜の端面を透過出口としてパッケージの内部に放出されることになる。この際、従来のリチウムイオン電池は、絶縁被膜における極めて狭い端面が水分の透過出口となるため、透過出口から放出される水分の単位面積あたりの濃度が比較的高くなる傾向にある。このような高濃度の水分は、電解液に接触すると高濃度の酸を発生させる。
【００２１】
そして、従来のリチウムイオン電池は、高濃度の水分が放出される透過出口が負極端子の表面および正極端子の表面に対して極めて近くに配置されているため、透過出口近傍において発生した高濃度の酸が端子の表面に対して容易に到達し、腐食を開始させる。
【００２２】
このような従来のリチウムイオン電池に対して、図６に示す第１実施形態のリチウムイオン電池10Ａは、絶縁被膜27，28の幅寸法が融着代26の幅寸法Ｌと略一致し、あらかじめ負極端子15および正極端子16に対して絶縁被膜27、28の一部を融着させないでおき、かつ、融着代26を形成するにあたって、絶縁被膜27、28の一部を金属樹脂複合フィルム21に対して融着させない非融着部26Ｂが形成されている。
【００２３】
従って、このリチウムイオン電池10Ａは、絶縁被膜27，28の厚さ方向両面における非融着部26Ｂに対応する部分がパッケージ20の内部に向かって開放されている。このため、このようなリチウムイオン電池10Ａによれば、一定期間が経過後、水分が絶縁被膜27，28を拡散透過してパッケージ20の内部に浸入しても、従来のリチウムイオン電池と異なり、パッケージ20の気密性を長期間維持できるため電解液が外部漏洩せず、これにより初期性能を長期間維持できるという極めて優れた効果が得られる。
【００２４】
次に、図７に示す第２実施形態のリチウムイオン電池10Ｂは、あらかじめ絶縁被膜27，28の幅寸法が融着代26の幅寸法Ｌより大きく設定されているとともに、融着代26の幅寸法に対応するように融着部が形成され、非融着部が形成されていない。このリチウムイオン電池10Ｂは、パッケージ20の内部に絶縁被膜27，28の端部27Ｂ，28Ｂが突出している。
【００２５】
このようなリチウムイオン電池10Ｂによれば、パッケージ20の内部に突出する絶縁被膜27，28の端部27Ｂ，28Ｂにより、従来に比較して透過出口が大面積化されているため、一定期間が経過後、水分が絶縁被膜27，28を拡散透過してパッケージ20の内部に浸入しても、初期性能を長期間維持できるという前述した第１実施形態と同様な効果が得られる。
【００２６】
一方、このリチウムイオン電池10Ｂによれば、パッケージ20の内部に絶縁被膜27，28の端部27Ｂ，28Ｂが突出しているため、絶縁被膜27，28の端部27Ｂ，28Ｂをパッケージ20の内部における負極端子15および正極端子16から離れた個所に配置することにより、パッケージ20の内部において負極端子15および正極端子16から酸が発生する個所を遠ざけることができる。従って、このリチウムイオン電池10Ｂによれば、前述した第１実施形態に比較して、初期性能を長期間維持できるという効果が顕著に得られる。
【００２７】
なお、前述した各実施形態では、発電要素を負極および正極にそれぞれ負極端子および正極端子を接合し、これらの負極および正極の間にセパレータを介在させて巻回した例について説明したが、例えば固体電解質リチウムイオン二次電池では、負極と正極との間に固体電解質層が形成されていることからこれらの間の短絡の可能性は少なく、負極と正極との間にセパレータを設けない構成としてもよい。
【００２８】
さらに、本発明は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能であり、前述した実施形態において例示した発電要素，正極端子、負極端子，絶縁被膜，パッケージ等の材質，形状，寸法，形態，数，配置個所，厚さ寸法等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る第１実施形態のリチウムイオン電池を示す斜視図である。
【図２】従来のリチウムイオン電池を製造する方法を示す第１説明図である。
【図３】従来のリチウムイオン電池を製造する方法を示す第２説明図である。
【図４】従来のリチウムイオン電池を製造する方法を示す第３説明図である。
【図５】従来のリチウムイオン電池を製造する方法を示す第４説明図である。
【図６】本発明に係る第１実施形態のリチウムイオン電池を示す要部断面図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態のリチウムイオン電池を示す要部断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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